assembly - 如何强制 NASM 将 [1 + rax*2] 编码为 disp32 + index*2 而不是 disp8 + base + index？

Question

高效地做 x = x*10 + 1 ，这可能是最佳使用

lea   eax, [rax + rax*4]   ; x*=5
lea   eax, [1 + rax*2]     ; x = x*2 + 1

3-component LEA has higher latency在现代 Intel CPU 上，例如Sandybridge 系列上有 3 个周期与 1 个周期，所以 disp32 + index*2比 disp8 + base + index*1 快SnB 系列，即我们关心优化的大多数主流 x86 CPU。 (这主要仅适用于 LEA，不适用于加载/存储，因为 LEA 在 ALU 执行单元上运行，而不是在大多数现代 x86 CPU 中的 AGU 上运行。)AMD CPU 的 LEA 较慢，具有 3 个组件或 scale > 1 (http://agner.org/optimize/)

但是 NASM 和 YASM 将通过使用 [1 + rax + rax*1] 来优化代码大小对于第二个 LEA，它只需要 disp8 而不是 disp32。 (寻址模式始终有基址寄存器或 disp32)。

即他们总是 split reg*2进入base+index ，因为这对于代码大小来说是最糟糕的。

我可以强制使用 lea eax, [dword 1 + rax*2] 的 disp32 ，但这并不能阻止 NASM 或 YASM 拆分寻址模式。 NASM手册似乎没有记录使用the strict keyword的方法在比例因子上，和 [1 + strict rax*2]不组装。 有没有办法使用strict或其他一些语法来强制寻址模式所需的编码？

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nasm -O0禁用优化不起作用。显然，这仅控制多 channel 分支位移优化，而不是 NASM 所做的所有优化。当然，您不想首先对整个源文件执行此操作，即使它确实有效。我仍然明白

8d 84 00 01 00 00 00    lea    eax,[rax+rax*1+0x1]

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我能想到的唯一解决方法是使用 db 手动对其进行编码。这是相当不方便的。根据记录，手动编码为:

db 0x8d, 0x04, 0x45  ; opcode, modrm, SIB  for lea eax, [disp32 + rax*2]
dd 1                 ; disp32

比例因子编码在 SIB 字节的高 2 位中。我组装lea eax, [dword 1 + rax*4]获取正确寄存器的机器代码，因为 NASM 的优化仅适用于 *2 。 SIB 为 0x85 ，并将字节顶部的 2 位字段递减，将比例因子从 4 减少到 2。

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但问题是:如何以一种易于阅读的方式编写它，以便轻松更改寄存器，并让 NASM 为您编码寻址模式？(我想一个巨大的宏可以使用文本处理和手动 db 编码来做到这一点，但这并不是我正在寻找的答案。我现在实际上不需要这个，我主要想知道 NASM 或 YASM 是否有语法来强制执行此操作.)

我知道的其他优化，例如mov rax, 1汇编为 5 字节 mov eax,1在所有 CPU 上都是纯粹的胜利，除非您想要更长的指令在没有 NOP 的情况下进行填充，and can be disabled与 mov rax, strict dword 1获取 7 字节符号扩展编码，或 strict qword对于 10 字节 imm64。

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gas 不会执行此操作或大多数其他优化(仅立即数和分支位移的大小):lea 1(,%rax,2), %eax组装成
8d 04 45 01 00 00 00 lea eax,[rax*2+0x1] ，对于 .intel_syntax noprefix 也是如此版本。

不过，MASM 或其他汇编器的答案也很有趣。

Answer 1

NOSPLIT :

Similarly, NASM will split [eax*2] into [eax+eax] because that allows the offset field to be absent and space to be saved; in fact, it will also split [eax*2+offset] into [eax+eax+offset].
You can combat this behaviour by the use of the NOSPLIT keyword: [nosplit eax*2] will force [eax*2+0] to be generated literally.
[nosplit eax*1] also has the same effect. In another way, a split EA form [0, eax*2] can be used, too. However, NOSPLIT in [nosplit eax+eax] will be ignored because user's intention here is considered as [eax+eax].

lea eax, [NOSPLIT 1+rax*2]
lea eax, [1+rax*2]

00000000  8D044501000000    lea eax,[rax*2+0x1]
00000007  8D440001          lea eax,[rax+rax+0x1]